Κύρια επιδίωξη σήμερα στα
δομικά έργα είναι η οικονομικότητα των κατασκευών.
Συγκεκριμένα, στα σιδηρά δομικά έργα, ο οικονομικός
σχεδιασμός είναι άμεσα συνυφασμένος με τη χρήση λεπτών
μεταλλικών στοιχείων. Δεδομένου ότι σε μια μεταλλική
κατασκευή ο συνηθέστερος τρόπος αστοχίας είναι η απώλεια
της ευστάθειας της και ότι ο κίνδυνος αυτός αυξάνεται με
τη χρήση λεπτών μεταλλικών ελασμάτων, καταλαβαίνουμε ότι
ο Πολιτικός Μηχανικός κατά το σχεδιασμό πρέπει να λάβει
σοβαρά υπ’ όψιν του το γεγονός ότι η ευστάθεια και η
οικονομικότητα συνδέονται ανταγωνιστικά σε μια μεταλλική
κατασκευή.
Ο στρεπτοκαμπτικός λυγισμός
αποτελεί τη συνήθη μορφή αστοχίας των πλευρικά μη
εξασφαλισμένων καμπτόμενων δοκών. Η παρουσία αξονικής
θλιπτικής δύναμης περιορίζει περαιτέρω
την αντοχή σε κάμψη ενώ αντίθετα η παρουσία
εφελκυστικής αξονικής δύναμης έχει ευνοϊκή επιρροή.
Η παρούσα εργασία ασχολείται
με τον πλευρικό λυγισμό αμφιέρειστων μεταλλικών δοκών,
διατομής διπλού ταυ. Η φόρτιση των δοκών είναι ροπή περί
τον ισχυρό άξονά της διατομής με ταυτόχρονη δράση
αξονικής δύναμης (θλιπτικής ή εφελκυστικής). Αρχικά
γίνεται γραμμική ανάλυση λυγισμού και υπολογίζεται η
κρίσιμη (ελαστική) καμπτική ροπή καθώς επίσης και το
σχετικό μέγεθος της εφελκυστικής αυτής αξονικής δύναμης
άνω του οποίου ο στρεπτοκαμπτικός λυγισμός δεν αποτελεί
πιθανή μορφή αστοχίας, δε μπορεί δηλαδή να υπάρξει
ισορροπία στην παραμορφωμένη κατάσταση. Επίσης,
πραγματοποιείται μη γραμμική ανάλυση λυγισμού με, ή
χωρίς, αρχικές γεωμετρικές ατέλειες. Σε κάθε περίπτωση
φόρτισης παρουσιάζονται δρόμοι ισορροπίας των φορέων με
σκοπό να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα για την
προλυγισμική αλλά και μεταλυγισμική συμπεριφορά τους.
Προφανώς, η μη γραμμική ανάλυση γεωμετρίας και υλικού σε
ένα φορέα είναι η ανάλυση που προσομοιάζει καλύτερα την
πραγματική κατάσταση μιας κατασκευής. Έτσι λοιπόν, στην
περίπτωση της γεωμετρικής μη γραμμικής ανάλυσης,
δημιουργείται η ανάγκη για την εύρεση πάνω στο δρόμο
ισορροπίας του σημείου εκείνου πέρα από το οποίο η
διατομή έχει εισέλθει οριακά στη διαρροή.
Τέλος, για κάθε περίπτωση ανάλυσης (γραμμική ή μη
γραμμική), έγινε η αντίστοιχη προσομοίωση και ανάλυση
του φορέα στο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων
Adina,
ώστε να συγκριθούν τα
αποτελέσματα και να ελεγχθεί η αξιοπιστία των μεθόδων
που εφαρμόσαμε.
|